seitec Seismotechnologies

seitec
Seismotechnologies
Spin off accademico
PROTEZIONE SISMICA CON TORRI DISSIPATIVE: PRIME APPLICAZIONI
(brevetto Ing. Alessandro Balducci PCT n. WO2010EP62748 20100831 priorità n. IT2009MC00195 20090910,
classificazione internazionale ed europea E04H9/02)
Adeguamento sismico del Liceo Socio-Pedagogico “B. Croce” di Avezzano (AQ)
Il progetto prevede l’inserimento di 6 torri sismo-resistenti dissipative in affiancamento ai singoli corpi di
fabbrica che compongono l’intero complesso. Con questa soluzione strutturale l’ATI si è aggiudicata la gara di
appalto, con una riduzione dei costi di circa il 50% rispetto al progetto a base di gara. I lavori sono stati
eseguiti senza l’interruzione delle attività scolastiche.
7300
(30x65)
(30x65)
4000
4000
(30x45)
(30x45)
(30x45)
(40x60)
(45x16)
(30x45)
(30x45)
(30x45)
(40x60)
(30x45)
(30x45)
(30x45)
(30x80)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x45)
(30x45)
Torre "TS"
4600
(45x16)
(45x16)
(45x16)
(45x16)
(30x45)
(30x60)
1500
(45x16)
(30x60)
(45x16)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(45x16)
(45x16)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x60)
(45x16)
(30x45)
(45x16)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(45x16)
(45x16)
(30x45)
(30x60)
1500
(30x60)
(45x16)
(30x45)
(30x60)
(45x16)
2400
(45x16)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x45)
(30x45)
(45x16)
(30x60)
(45x16)
(30x60)
(45x16)
(30x60)
(30x60)
(45x16)
1500
1500
2400
(30x60)
4000
1875
4000
4000
1875
1875
4000
1875
4000
4000
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
Torre "TA"
Torre "TA"
(30x45)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
3400
(30x45)
(45x16)
(30x65)
3400
(45x16)
(30x60)
(45x16)
(30x65)
(30x45)
(30x45)
4600
(30x45)
(40x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x45)
Torre "TS"
(30x45)
(40x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x45)
(30x80)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(30x45)
(30x60)
(30x45)
(40x60)
(30x45)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x45)
(30x45)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(30x45)
(30x60)
(45x16)
(30x80)
1450
(30x45)
(45x16)
(40x60)
(30x45)
(30x60)
(40x60)
4650
4650
1450
(30x60)
(30x60)
(30x60)
(40x60)
(30x60)
(40x60)
(30x65)
HEB 220
(30x45)
(40x60)
(30x65)
(30x45)
(45x16)
(30x65)
(30x65)
(30x80)
4900
Torre "TD"
(30x45)
(30x65)
(30x65)
(30x80)
4900
(30x80)
(30x80)
(30x80)
(30x80)
(30x80)
(30x80)
(30x80)
4650
4650
HEB 220
(30x65)
CENTRALE TERMICA
(30x80)
Torre "TD"
(30x60)
(30x65)
(30x80)
(30x65)
(30x60)
(30x65)
(30x60)
(30x65)
4750
(30x65)
(45x16)
(45x16)
CARPENTERIA DI PIANO
Figura 1 – Pianta 1° livello: organizzazione planimetrica delle torri
Le due torri affiancate ai due corpi principali (corpi A e G) hanno anche la funzione di contenere un ascensore
(TA) e una scala di emergenza (TS).
Torre "TA"
Torre "TS"
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
4440
+11.80
+11.60
4000
HEB 220 - S 275
4940
+11.80
+11.80
4600
HEB 160 - S 275
3500
350
350
5
S 27
HE
B 22
0-
3500
0B 22
HE
S 27
5
2000
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
+8.30
GRIGLIATO ELETTROFORGIATO ZINCATO
maglia 15x76, piatto 30x3
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
+8.30
2000
+8.30
3000
+8.30
1300
HEB 160 - S 275
HEB 220 - S 275
GRADINI ZINCATI
P=305; L=1200
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
+4.80
2000
HEB 220 - S 275
3500
U 200
S 235
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
+4.80
L 35x35x5
350
350
HEB 340 - S 275
S 27
5
5
S 27
HE
B 22
0-
3500
0B 22
HE
HEB 340 - S 275
167
1796
300
+4.80
3000
+4.80
1300
HEB 160 - S 275
HE
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
+1.30
1796
QUOTA PAVIMENTO
PIANO RIALZATO
+1.35
+0.05
40
70
130
55
55
+1.30
70
55
185
fossa
ascensore
40
70
55
540
+0.10
3450 mm
U 200
S 235
QUOTA PAVIMENTO
PIANO RIALZATO
700
+1.35
350
350
L 35x35x5
GRADINI ZINCATI
P=305; L=1200
5
S 27
B 22
0-
3450 mm
0B 22
HE
S 27
5
167
300
50
30
540
30
90
-1.80
90
55
190
100
40
-0.25
-0.90
600
600
CARPENTERIA SEZIONE TORRE "TA" - ASCENSORE
CARPENTERIA SEZIONE TORRE "TS" - SCALA EMERGENZA
Figura 2 – Sezioni con due torri tipo
Alla base di ogni torre sono posizionati otto dispositivi dissipativi (2 per ogni vertice), montati su manovellismi
meccanici in grado di amplificare gli spostamenti e garantire una notevole efficienza. Le torri sono vincolate
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centralmente su un appoggio a cerniera sferica; il cinematismo di rotazione attiva contemporaneamente tutti
i dispositivi dissipativi.
+3,75
HEB 340 - S 275
5
27
1450
5
H
27
EB
-S
24
0
0
24
-S
EB
1950
H
HEB 340 - S 275
HEB 240 - S 275
+1,80
70
55
550 cm
105
CERNIERA
SFERICA
90
+0,20
-0,70
570
Figura 3 – Il montaggio delle torri, la base ed il particolare del manovellismo con dissipatore
L’efficienza del sistema di protezione sismica può essere apprezzata osservando i diagrammi di figura 4, che
mostrano il confronto tra gli spettri elastici in accelerazione e in spostamento relativi all’edificio con e senza
torri. La presenza delle torri produce un abbattimento significativo dell’input sismico, riducendo le ordinate di
entrambi gli spettri di un fattore di alterazione h=0,44.
Figura 4 – Abbattimento degli spettri in spostamento ed accelerazione
E’ significativa la riduzione degli spostamenti ottenuta allo Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV): in
figura 6 è riportato il confronto tra gli spostamenti registrati istante per istante nel corpo A prima e dopo
l’intervento con le torri. Il risultato è di notevole interesse in quanto mostra che gli spostamenti ottenuti con
l’inserimento delle torri risultano inferiori al limite 0,0033Htot imposto dalle norme per lo Stato Limite di
Operatività (SLO). Ciò significa che l’edificio rimane in campo elastico e senza danneggiamenti anche per un
sisma di grande intensità (SLV).
Figura 5 – Vista del modello shade dei corpi A e G
Figura 6 – Confronto degli spostamenti istante per istante
Il costo complessivo delle opere strutturali è di circa € 1.700.000,00, che ripartito sulla superficie utile dei soli
piani abitabili, pari a 6.800 m2, conduce ad un’incidenza di 250,00 €/m2.
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Adeguamento sismico dell’Ospedale Regionale Torrette di Ancona
Oggetto dell’intervento è il nucleo originale del Complesso Ospedaliero di Torrette di Ancona, risalente ai
primi anni ’70 e costituito da cinque “ali” (corpi A, C, E, L, N) che confluiscono in un corpo centrale suddiviso in
tre parti (B, IB, I). Ciascuna ala è a sua volta suddivisa in due corpi contigui separati da un giunto. In definitiva il
complesso consta di 13 corpi indipendenti, a fianco dei quali vi sono altri edifici più bassi, non interessati
dall’intervento, se non per l’adeguamento dei giunti.
Figura 1 - Vista del complesso ospedaliero di Torrette
L’adeguamento richiede l’inserimento di cinque torri sismo-resistenti dissipative, posizionate in prossimità
delle estremità delle ali, la “cucitura” dei cinque giunti tecnici presenti tra i due corpi delle singole ali e
l’inserimento di dissipatori viscosi nei restanti sette giunti (figura 2).
"L"
rpo
o
C
GIUN
TO
TECN
ICO
0
TECNICO
5 cm
D1
D1
72 00
5 cm
G IUNTO
ICO
G IUNTO
TECN
TECNIC
TO
O 5 cm
TECNIC
O 5 cm
72 00
72 00
GIUN
380 0
CO
ECNI
G IUNTO
OT
G IUNT
CUCITU
METAL RA G IUNTI
ANCOR LI CHE E
CO N
AG GIO BARRE PIASTRE
FILETTA DI
TE Ø
30 - S
355
5c m
5 cm
380
RE
PIAST
3 55
-S
I CONE DI
30
EØ
UNT
A GI E BARR AT
T UR
F ILETT
CUCI LL ICHE
GIO
META RAG
ANCO
Corp
o "N"
G IUNTO
5 cm
TECNICO
CO
ECNI
5c m
OT
GIUNT
7 200
D1
"I"
Corpo
D1
D3
GIUNTO
TECN
ICO 5 cm
G IUNTO
TECNIC
O5c m
D2
Corpo "IB"
Corpo "E"
C UCITUR A GIU NTI CO N PIASTRE
METALL ICH E E BARRE DI
AN COR AG GI O FIL ETTATE Ø 3 0 - S 355
GIU NTO TECN ICO
5 cm
G IUNTO TECNICO
5 cm
GIU NTO TECNI CO
5 cm
G IUNTO TECNICO
5 cm
D4
72 00
38 00
D4
D2
GIUNTO
TECNIC
"B"
G IUNTO
TECN ICO
5 cm
O 5 cm
72 00
Corpo
D3
D1
cm
GIUN
ICO 5
TO
TECN
TECN
ICO
GIUNTO
5 cm
D1
72 00
TO
GIUN
O 5 cm
0
7200
720
5 cm
D1
GIUN
GIUNTO
TO
TECN
ICO
5 cm
PIASTRE
C ON
DI
- S 355
A GIUNTI
Ø 30
BARRE
CUCITURICHE E LETTATE
FI
METALL AG GIO
ANCOR
38 00
TECNICO
TECNIC
G IUNTO
GIUNTO
TECN
ICO
5 cm
72 00
D1
3800
GIUN
TO
T ECNI
CO
5 cm
O 5 cm
CUCI
META T URA
ANCO L LICHEGI U
NT
RAGG E
I CON
IO BARR
F ILET E DIPIAST
RE
TATE
Ø3
0S 355
TECNIC
o "A"
Corp
CUCITURA RIGIDA GIUNTO
UNIONE CON DISSIPATORI VISCOSI
Co
rpo
"C
"
Figura 2 – Carpenteria piano tipo: organizzazione planimetrica delle torri
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A seguito dell’intervento il complesso reagisce all’azione sismica come un unico corpo, mantenendo, invece, la
configurazione a corpi separati in condizioni di esercizio.
7200
300
+55,50
300
+55,50
6600
HEB 200/240 - S 275
HEB 240 - S 275
HEB 300 - S 275
HEB 300 - S 275
5
27
-S
24
0
0
5
27
HE
B
3500
-S
24
HEB 300 - S 275
B
HE
HEB 300 - S 275
3300
+52,00
+52,00
HEB 200/240 - S 275
27
HE
B
-S
24
0
0
HEB 300 - S 275
HEB 300 - S 275
5
27
24
-S
B
3500
HE
5
HEB 300 - S 275
HEB 300 - S 275
HEB 240 - S 275
+48,50
+48,50
HEB 200/240 - S 275
HEB 300 - S 275
5
27
HE
B
S
30
0
0-
3500
30
-S
B
27
HE
5
3300
+45,00
+45,00
HEB 200/240 - S 275
HEB 300 - S 275
HEB 300 - S 275
HEB 300 - S 275
5
27
-S
5
HE
27
B
S
30
0
0-
3500
30
HEB 300 - S 275
B
HE
HEB 300 - S 275
3300
+41,50
+41,50
HEB 200/240 - S 275
HEB 300 - S 275
5
HEB 300 - S 275
27
5
-S
0
30
27
HE
B
3500
S
030
HEB 300 - S 275
B
HE
HEB 300 - S 275
HEB 300 - S 275
+38,00
+38,00
HEB 200/240 - S 275
HEB 300 - S 275
5
HE
B
27
HEB 360 - S 275
36
-S
0
0
HEB 360 - S 275
5
27
-S
36
3500
B
HEB 360 - S 275
HE
HEB 360 - S 275
3300
+34,50
+34,50
3800
-S
27
5
HEB 360 - S 275
HEB 360 - S 275
HE
275
B
-S
360
360
4300
B
HEB 360 - S 275
HE
HEB 360 - S 275
HEB 320 - S 275
+31,00
+30,20
3300
70
860 cm
+28,35
95
115
Griglia metallica di pr otezione
rimovibile per ispezione dispositivi
meccanici di dissipazione
140
110
+27,70
+27,25
880
PALI Ø 100 cm (L=18.00 m)
Figura 3 – Vista del modello shade del complesso
Figura 4 – Sezione trasversale della torre tipo “TC”
In figura 5 è riportato il confronto tra gli spettri elastici in accelerazione e in spostamento del complesso
ospedaliero con e senza torri. La presenza delle torri produce un abbattimento significativo dell’input sismico,
riducendo le ordinate di entrambi gli spettri di un fattore di alterazione h=0,47.
Figura 5 – Abbattimento degli spettri in spostamento ed accelerazione
Il costo dell’intervento ha un’incidenza a m2 di superficie di circa 150,00 €. In figura 6 sono riportati due
render dell’intervento curati dallo Studio di architettura Salmoni di Ancona.
Figura 6 – Render
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Adeguamento sismico del Liceo Classico e Scientifico “Varano” di Camerino (MC)
Il progetto, approvato da tutti gli organi competenti ed appaltato, prevede l’inserimento di 2 torri sismoresistenti dissipative, in affiancamento alla struttura esistente, posizionate sul piazzale posteriore. Nelle
immagini che seguono è evidenziato l’inserimento delle torri.
Figura 1 – Render e vista shade del modello di calcolo
4400
4100
+17.50
+17.60
28
HEB 200 - S 235
HEB 180 - S 235
3,60
4,05
3,64
200
360
-S
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
+14.00
1400
HEB 240 - S 235
HEB 180 - S 235
28
3,86
3,09
+14.00
H EB
3500
3,81
3,89
3,39
HEB 340 - S 235
3,60
H EB 340 - S 235
3,60
235
3,60
-S
3,60
200
3,21
3,90
235
HEB
PIANTA CARPENTERIA A QUOTA +10,20
3,21
1
H EB
24
0S
HEB
240
380
3800
-S
235
5
4,44
23
5,16
Corpo B
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
+10.20
+10,20
+10.20
HEB 240 - S 235
HEB 180 - S 235
4,73
4,31
28
7,61
4,85
S
4,09
240
H EB 340 - S 235
HEB
3800
2 35
Corpo A
Corpo A - Prima Elevazione
Corpo B - Seconda Elevazione
380
3,92
0-
3,60
- S 235
3,60
24
3,60
+6.40
HEB 340 - S 235
3,60
H EB
3,60
1400
QUOTA SOLAIO
(CARPENTERIA)
QUOTA INGRESSO
+6.45 circa
+6.40
28
HEB 240 - S 235
HEB
24
0
240
235
HE
B
-S
+10,20
-S
2950 mm
23
5
4,13
4,10
1
650
50
4,64
540 cm
86.5
3,91
30
RIVESTIMENTO IN
PIETRA ARENARIA
105
160
265
295 cm
30
190
490
RIVESTIMENTO IN
PIETRA ARENARIA
quota piazzale
0.00 m circa
30
QUOTA
MARCIAPIEDE
+0.10
40
430
40
QUOTA PAVIMENTO
+0.15 circa
105
3,62
105
4,31
+1.90
3,88
635
650
+3.45
4,15
-1.80
75
-1.05
540
PALI Ø 80 cm (L=6.00 m) AMMORSATI NELLE
ARENARIE PER ALMENO 50 cm
NEI QUATTRO PALI D'ANGOLO
ANIMA CON MICROPALO Ø 180 mm (L=11.00 m)
TUBO Ø 159 S=16.0 - "S 355 H" AMMORSATO
PER NON MENO DI 5.00 m NELLE ARENARIE
VALVOLATO NEGLI ULTIMI 5.00 m
INIEZIONE A PRESSIONE RIPETUTA
IN DUE E PIU' FASI SUCCESSIVE
CARPENTERIA SEZIONE LONGITUDINALE
Figura 2 – Pianta e sezione longitudinale Torre A e fotomontaggio dell’intervento
L’efficienza del sistema di adeguamento sismico in questo caso è mostrata in termini di capacità deformativa
della struttura, espressa come rotazione alla corda θ del pilastro maggiormente sollecitato. In figura 3 sono
riportati i diagrammi delle rotazioni allo SLV relative allo stato di fatto e allo stato di progetto, a confronto con
il valore ¾ θu , che rappresenta la capacità deformativa limite prevista dalle norme.
Figura 3 – Confronto capacità deformativa stato di fatto e stato di progetto
Il costo delle opere di natura strutturale necessarie all’adeguamento sismico dell’intero complesso è di circa €
415.000,00; la superficie utile complessiva, articolata su diversi livelli, è pari a 2.762 m2 e l’incidenza di costo al
m2 di superficie è di 150,00 €.
Via di Passo Varano 306/B – 60131 Ancona – Tel. 071/2900501 Fax 071/2855024 - [email protected]
seitec
Seismotechnologies
Spin off accademico
Ampliamento con sopraelevazione dell’Hotel Ascot di Rimini
Progetto architettonico: archh. Carlo Cabassi e Maurizio Piccioni, Studio A.I.R. Rimini
Per l’ampliamento dell’Hotel Ascort di Rimini
è prevista la costruzioni di quattro piani in
sopraelevazione. La protezione sismica
dell’edificio è ottenuta con due strutture
metalliche esterne: una torre dissipativa sul
lato lungo posteriore ed una struttura
reticolare piana sul fronte inserita sulla scala
esterna, anch’essa equipaggiata con
dissipatori. Nelle figure 1 e 2 sono riportati
alcuni render dell’intervento ed il modello di
calcolo elaborato.
Figura 1 – Render facciata posteriore con torre dissipativa
Figura 2 - Vista shade del modello di calcolo e render in notturna del prospetto posteriore
In figura 3 è riportata la verifica allo Stato Limite di Danno (SLD) nelle due direzioni principali dell’edificio. Gli
spostamenti massimi ottenuti sono di gran lunga inferiori al valore limite previsto dalle norme (0,005 Htot).
Figura 3 – Verifica degli spostamenti istante per istante
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